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学术活动

关于暖通空调设计问题思考

来源:www.sdjzsj5y.com 关键字: 山东省建筑设计研究院第五分院 绿色医院设计 发布时间:2015-09-10

  摘 要:暖通空调系统是人们日常生产和生活中常用的基础系统,为人们生产和生活提供十分有益的辅助。源于暖通空调系统的基础性和使用的常规性,其设计的不合理将会导致相关工作过程中冷热能量损失过大,造成大量的能源浪费。暖通系统的规范性,有利于帮助工程施工的顺利进行。本文重点阐述了暖通设计规范、标准在贯彻执行方面以及住宅暖通设计工作实际存在的一些问题,并提出了合理化建议。 

  关键词:暖通设计;设计规范;措施

  引言

  随着城市化进程在不断加快,人们生活水平不断提高,在建筑工程建设中,如何因地制宜,选择合适的能源资源、促进民用建筑能源的利用率,同时在室外不利环境的影响下设计出舒适的室内环境就成为了暖通空调设计中需要解决的问题。对此,暖通空调设计人员必须结合各种因素及工程特点对设计方案进行全面综合考虑,并通过科学合理的设计寻求最大的经济效益与功能要求,从而保证经济效益与社会效益共同实现。

  1、暖通设计规范、标准在贯彻执行方面存在的问题

  1.1 供暖管道的敷设坡度与规范要求不符

  《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736—2012)明确规定,应以一定的坡度敷设供暖管道,热水管道的敷设坡度以0.003为宜,且不得低于0.002。但部分供暖管道的敷设坡度仅有0.001~0.0015。当然,受外界条件限制,供水管道的坡度可以适当地放缓,甚至无坡度敷设,但这种条件下应当保证管道内水流速度大于0.25m/s。

  1.2 热(冷)水系统与膨胀水箱连接与规范不符

  阀门不应安设在水箱与热水系统的连接管上。假若将膨胀管与集水器之间安装上阀门,当发生误操作时会对系统安全产生威胁。

  1.3 设置设置通风空调系统防火阀时与规范要求不符

  《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045—95)(以下简称《高规》)中规定,防火墙或变形缝中不宜穿过,当不得不穿过时,应当设置相应的防火阀于穿过的防火墙处,若穿过变形缝,则两侧均应设置防火阀。然而,在某些建筑设计中,未按照规定在防火墙处设置防火阀,或在变形缝中只在单侧设置防火阀。

  1.4 防烟楼梯送风口风量的确定存在问题

  《高规》(GB 50045—95)中对防烟楼梯间前室加压送风风量做出了具体规定,并给出了所规定风量具体数值。附注中明确说明,开启门时通过门的风速以大于0.7m/s为宜,条文对门的开启数量也做出了相应的规定:低于20层为2,高于20层为3。另外,《高规》中规定,防烟楼梯间前室每层应设置一个加压送风口。各层前室送风口的风量可以依照这些规定推算出,然而,部分工程的前室送风口的风量却比规程规定小了许多。

  1.5 设计计算时参数不符合规范要求

  在建筑暖通设计规范中,各个季节空气的参数有明确的规定,所以在进行建筑暖通设计时应当严格遵循所给的参数。例如,卫生间、盥洗室的温度以保持在12℃左右为标准进行设计,而浴室的温度应有所区别,应该高于25℃。但是,由于我国各个区域温度有所区别,标准随着产生相应的变化。此外,在进行暖通设计时应将通过门窗的冷空气量考虑在内,以达到合理的暖通设计要求。但在实际的暖通设计中,暖通设计者为了简单省事,将这一因

  素在设计时加以忽略,导致供暖热负荷在暖通设计中不够准确,与设计的规范要求相违背。

  1.6 排烟风机风量和防烟分区排风量在设计时相混淆

  关于排烟风机的风量计算,建筑暖通设计规范中规定:当排烟风机只负责一个分区的排烟工作时,该防烟分区的面积不应小于60m3/h,以此类推。但在实际情况中,暖通设计将一个建筑排烟风机同时负责不止一个排烟区的排烟工作,而防烟区的总面积又只是按照60m3/h计算的,这种设计将直接导致排烟机的排烟工作无法满足建筑物的防火要求。

  1.7 楼梯间供暖支管和立管不合理的配置

  在建筑物的楼梯间或管道有可能被冻结的空间中,在适当的位置设置散热器,以防管道被冻结,且立管和支管的供热应单独设计,禁止设置调节阀,这是一种规范、科学、合理的设计。但在实际工作中,暖通设计工作者并未严格地按照规范进行设计导致故障频发,并且维修工作难以顺利进行。

  2、 建筑暖通空调设计方案的技术措施

  2. 1 可靠性与可行性

  能够满足高层建筑通风采暖的使用要求是方案可行性应考虑的首要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关和规范的要求,包括有关环境保护的要求。设计方案应能满足相关方面的要求( 如供电、供气、供水、供热等) ,并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况,对非标准设备应提出详细的参数要求,并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题,尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。

  2. 2 经济性比较

  经济性比较是高层建筑暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。应在相同的设计要求与条件下进行比较,这样才能确保方案比较结果的合理性和公用工程设计科学性。一次性投资是投资方最为关注的,在计算时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资包括各种设备、材料、管道的投资,和相应的安装,调试和工程管理费用,相关水处理和配电与控制投资,机房土建投资与相应室外管线的费用等。由于同一种设备的生产厂家价格不同,因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。

  2. 3 节能性与操作性

  高层建筑暖通空调系统的容量的确定依据是接近全年最不利的气象条件,因此暖通空调系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,一次性投资较高但同时却有运行能耗较小的优点,在经济性分析时应综合考虑衡量。另外,空凋系统的管理操作方便性跟是否采用自动控制关系较大,设计时应根据实际情况和要求,经技术经济性比较来确定。空调系统采用自动控制,能减少系统管理人员的数量和劳动强度,降低人工管理费,但工程的一次性投资增加,对操作人员素质的要求也相应提高。设计时遵循的一般原则为,大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程宜采用自动控制,但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。

  2. 4 安全性问题

  高层建筑物暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全五个方面的问题,比如空气传染性疾病和有毒有害气体在空调系统中的扩散和蔓延。暖通空凋系统的安全性的提高途径要在通过工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面的改进加以实现。比如设计库房、煤矿和弹药厂房等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性是必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统,并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等

  3、加强房屋建筑工程暖通设计合理性

  3.1优化选择热源系统的选择

  在选择暖通空调系统设备时,首先要对建筑物的实际情况进行考虑,选择合理的热源系统。我国市场比较普遍的热源种类主要有热泵、热电站、小型锅炉、直燃型溴化锂吸收式热水机组等,从能源的利用效率角度来看,热电站的运行效率最高,热泵技术位居其次。热泵主要应用自然中蕴含的大量可再生、低品位能源作为热源,根据热泵的能源不同,可以分为两大部分空气源(风冷)热泵。主要为商用单元式热泵空调机组、家用热泵空调器、热泵冷热水机组等多种类型地源热泵,以土壤型为代表,可以实现至少30%以上的节能目标:直燃型溴化锂吸收式机组,其供热效率与燃气锅炉基本类似,但是对于锅炉房来说,大型区域锅炉房的蓄冷系统应用效果比小型锅炉更佳。

  3.2推广使用变频技术

  在现代化的建筑设备日益普及的今天,选用高科技的变频技术具有较强的必然性。变频技术既可弥补空调系统的工艺问题也可减少能源消耗,通过在暖通空调系统中应用变频技术,就可实现空调设备的输出功率随着负荷的变化情况而有所调节,发挥节能减排效果。结合空调的实际负荷状况,适当改变风流量或者水流量,实现节能目标。一方面,变风量系统,利用空调系统的末端装置实现室内负荷的补偿机制,优化调整送风量,以保持合适的室内温度;与定风量系统相比较,变风量系统可节能约50%;另一方面,变水量系统,主要通过控制数量来调节温度,比定流量系统更加省电。随着我国工业变频器的推广与使用,通过优化调节风量、水量及主机等,可实现与空调负荷的匹配运行,发挥良好的节能效益。

  3.3降低热媒介的能耗

  节能建筑设备日益被我国建筑行业所采纳,暖通空调系统也不例外,以具体设计及实际运行状况为出发点,形成整体性的空调节能体系。其中热媒介质传输系统作为暖通空调的重要组成部分,其热能输送方式、材料选择等,均对节能问题产生影响。在热媒介质传输系统中,选择保温材料,如直埋管等,可实现热水的预制保温;进而降低热能传输过程中可能出现的损失。另外,还可应用计算机系统全面测试空调系统的供暖状况,应用智能管网、平衡阀等,优化配置管网流量,加强管理对策,以此提高运行效率,实现节能目标。有关空调系统的节能设计,还可应用动力传输系统,进而优化动力系统的设计与施工,提高空调系统的节能效率。动力系统应选择负荷性质良好、运行效率高、温差大、流变速度的供应管道,运用合理、有效的动力设备,提高传输效率,构建良好的空调运行系统。

  4、结语

  暖通空调设计方案的选择是暖通空调工程项目的关键,直接影响到项目的经济和社会效益,同时施工图中有关各个细节的设计也关系到整个暖通空调设计的成败,所以应该注重多个设计方案的比较选择,做出科学合理的设计。总之,一个优秀的暖通空调工程设计方案,不但要有较高的综合效益也要具备完善的设计细节,这样才能确保暖通空调工程项目的质量,创造良好的经济和社会效益。

  作者:山东省建筑设计研究院第五分院 --卜润冬

 

 

  参考文献

  [1]闫亚娟.暖通设计中的常见问题及对策分析[J].黑龙江科技信息,2013

  [2]吕立锋.暖通空调系统节能途径及未来的设计方向[J].中国新技术新产品,2010

  [3]赵国庆.暖通空调设计方案的探讨[J].企业技术开发,2012



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